热中子星的热力学与普适关系

过去几年中,来自双中子星系统的引力波探测重燃了我们对深入理解超密物质未知本质的希望。特别是,利用一组普适关系,中子星潮汐形变能力的引力波约束可转化为对若干中子星性质的约束。除双中子星并合外,超新星爆发也是探测多信使信号的重要候选。此类观测或能使我们对中子星的结合能施加显著约束。本研究的目的一分为二。首先,我们考察有限温度状态方程与既有普适关系的一致性。其次,我们检验结合能与无量纲潮汐形变率之间可能存在普适关系,这两者是与最有前景的多信使信号源相关的整体性质。我们发现热状态方程并非总与公认的普适关系相容。因此,当热效应存在时,使用此类表达式探查广义相对论或对中子星结构施加约束将无定论。此外,我们表明结合能与无量纲潮汐形变率至少对中等质量中子星呈现普适趋势。后者使我们能利用 GW170817 事件的数据对 1.4 $M_\odot$ 中子星的结合能设定界限。最后,我们提供了中子星的紧致度、结合能与无量纲潮汐形变率之间的一个关系,其对冷和热的等熵状态方程均准确。